預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用研究

屈林河 張智聰

（云南大學建筑與規劃學院 云南昆明 650091）

預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用研究

屈林河 張智聰

（云南大學建筑與規劃學院 云南昆明 650091）

預應力錨索因為能夠增加巖土體被錨固的強度，提升巖土體邊坡的穩定性，現在已經經常被運用到巖土邊坡的工程治理中。本文首先分析了預應力錨索在巖土邊坡工程治理中運用的現狀，然后介紹了預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用技術。

預應力錨索 巖土邊坡 工程治理

隨著近年來邊坡工程治理的不斷深入，預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用越來越普遍，在施工過程中加強預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用，可以確保邊坡工程施工的安全性和穩定性，同時，能夠更好的提高巖土邊坡工程治理的效果。

1、預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用現狀

隨著我國經濟建設快速的發展，我國的基礎工程建設呈日益上升的趨勢，建設的規模也是日益變大。為了能夠滿足新的建設工程得需要，在施工中就需要對這些建設的場地予以改造。因此在這些工程進行建設的過程中就形成了很多的人工邊坡，如果對這些邊坡不及時的采取加固措施，就會造成一系列地質災害的發生，比如：崩塌、滑坡等，嚴重的甚至會危及到人們的生命財產安全，并且還會對工程施工的進度造成影響，產生不必要的損失。

當前，高邊坡的穩定性是一個非常突出的工程問題。運用傳統的擋土墻支護結構、坡率法等加固方法隨著邊坡高度的提升，不僅施工的成本會增加，同時可靠性及穩定性也在降低，當邊坡達到一定的高度位置，傳統的加固方法就難以實施。因此在工程邊坡治理中引入了預應力錨索，通過預應力錨索可以使傳統的抗滑樁及樁板墻結構發揮出更好的效果，安全性、可靠性也隨之大大提高。這里所說的預應力錨索是一種可以使得加固結構和被加固邊坡形成一個有機整體的復合型的支護結構。和傳統的加固方法相比較，預應力錨索的優勢是比較明顯的。第一，對錨索施加預應力可以很好的控制巖土體的形變，充分發揮出巖土自身的承受能力，減輕預應力錨索支護結構的重量，進而節省了工程材料及工程造價。第二，通過預應力錨索支護結構可以減少在邊坡支護過程的削坡量，這樣就有效的減少了土方的開挖，降低了植被的破壞，有助于對于環境的保護。第三，預應力錨索施工設備使用非常的簡便，技術風險很低，并且還能夠進行分段的施工，避免由于施工不當而引起災害的出現。所以采用預應力錨索在巖體邊坡工程治理中具有非常重要的意義。

2、預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用

2.1 錨索的設計計算

⑴ 錨索軸向拉力設計值

⑵ 錨索截面面積應滿足下式要求：

臺風條件下區域電力系統的重要線路多維度辨識//韓暢,林振智,楊莉,林捷,劉遠威,祝錦發//(15):118

⑶ 錨索錨固段長度除應滿足地層對砂漿的粘結力和砂漿對鋼絞線的握裹力要求外，還應滿足構造設計規定的最少錨固長度的要求。

2.2 預應力錨索的施工過程

⑴錨索結構及其裝配

錨索的錨固段主要是導向尖錐、注漿管、定位片和擴展環構成的，自由段主要是緊箍環和金屬波紋管構成，孔外主要是錨墩、錨具和墊板構成。每一束錨索主要有三根，其設計的拉力為 600kN，錨索錨固段一般為八米，自由段一般為五到十米，其設計的孔深為十米到二十米，孔的直徑為十五厘米。

⑵邊坡修正及其鉆孔

根據施工圖紙的設計要求進行施工線的放置，準確進行塹口邊線的測量，把塹口的地表水一定要排除到施工區的外圍。對于邊坡的面要進行及時的調整，確保邊坡是平整的，盡量不要出現坑坑洼洼的情形，同時還要把出現松動的巖石進行及時的清理。在進行鉆孔設備選擇的時候，一定要根據錨固層的類型、孔深和施工地所處的條件進行鉆孔設備的選擇，進行施工的過程中，要根據所要受到的承載力以及穩固條件進行腳手架的搭設，按照坡面進行孔位的測量放線，準確的進行鉆機的固定和安裝，同時嚴格的按照施工標準進行鉆機機位的調整，保證錨孔開鉆縱橫誤差不超過正負一百毫米，鉆孔的傾角和水平角符合相關的設計要求。

⑶錨孔清理及其檢驗

當鉆機鉆進達到了施工設計的深度以后，這時候不可以馬上就停止鉆動，而是要進行穩定的鉆動一到二分鐘的時間，避免沒有達到設計的孔徑。同時，鉆孔的孔壁上不能夠留有殘渣，一定要及時的進行清理，在鉆孔完成了以后，可以使用高壓空氣把孔內的殘渣予以清除，避免降低水泥砂漿和孔壁巖土體的粘結強度。對于孔徑和孔深的檢查通常都是現場監理采用標準鉆桿進行驗孔，而且還要對錨孔的孔位以及傾角進行復查，保證所有的錨孔施工工作都合格了之后，才可以認可錨孔是合格的。

⑷錨固注漿

通常運用的都是水泥砂漿，通過現場實驗后再來確定合理的水泥砂漿施工配合比。對于水泥砂漿的質量要嚴格的進行控制和掌握，水泥的標號一般不能夠低于 42.5，而且還要選用已經凈化過的河砂，對于攪拌好的砂漿還要進行再一次的篩選，避免因為水泥的結塊造成管路的堵塞。進行注漿的時候，要運用孔底注漿法，從孔的底部開始進行注漿，在注漿的過程中，要慢慢進行砂漿的攪拌，一直到注漿完畢，這樣砂漿的灌注才能變的飽滿和密實。

⑸錨索張拉

當錨索注漿完成了以后，就要開始進行錨墩的制作，通常錨墩使用的是 C25鋼筋混凝土進行整體的澆注，一定要確保錨墩和坡面是緊密貼在一起的，外表面要和錨索垂直。等到孔內的砂漿強度達到了 80%以上之后才能進行錨索張拉，在張拉之前要仔細認真的檢測錨頭等設備，對張拉千斤頂油泵進行標定，保證錨具和夾片等是合格的。在進行張拉的時候要根據設計的順序進行分步張拉，通過設計的荷載和錨筋長度來計算差異荷載，如果出現有明顯預應力損失的時候，就要及時的進行補償張拉。

⑹預應力錨索驗收試驗

在進行預應力錨索驗收試驗的時候，對于驗收試驗的錨索數量不能夠少于工作錨索總數的5%，同時也不能夠少于三根，對錨索進行隨機抽樣檢查。對于隨機抽樣檢查的這些錨索，其試驗的結果一定要大于在此荷載范圍內錨索理論伸長量的百分之八十，而且不能夠小于錨索理論的彈性伸長量，才能很好的說明錨索的承載力是符合該施工邊坡加固要求的。

3、工程實例

某巖質邊坡高29.67m,屬于道路邊坡，由于其存在潛在滑動面，需要采取預應

力錨索進行加固處理，其基本力學參數如下：

ρ/kg?m-3 K/ G/MPa MPa σ kPa c/ φ /(°) MPa t/ 2200 100 35 0.36 29 10000

通過有限元對該邊坡未加預應力錨索和加預應力錨索兩種狀態進行數值分析，未加預應力錨索情況下安全系數為 0.95，加完預應力錨索狀態下安全系數為1.513，由此可以充分看出預應力錨索在邊坡治理中的優勢。

下面為兩種狀態下的數值分析的剪應變增量云圖：

圖3.1 未加預應力錨索狀態云圖 圖3.2 加預應力錨索狀態云圖

結束語：

綜上所述，對于巖土邊坡工程的施工尤其是高邊坡的施工要盡量的運用預應力錨索，同時，在進行施工的過程中要加強質量的把控，確保施工的安全，充分發揮出預應力錨索的優勢，使預應力錨索真正發揮出加固邊坡的作用。

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D — 錨固體直徑，m；

G322

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1007-6344（2016）03-0318-02

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